精品解析：2022届湖南省株洲市第八中学高三（上）期中物理试题（解析版）

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注意事项：
1.答题前填写好自己的姓名、班级等信息
2.请将答案正确填写在答题卡上
第I卷（选择题）
一、单选题（8×5=40分）
1. 下列几组物理量中，全部为矢量的一组是 （ ）
A. 位移、时间、速度B. 速度、速率、加速度
C. 加速度、速度的变化量、速度D. 路程、时间、位移
【答案】C
【解析】
【详解】位移、速度、加速度、速度的变化量均为矢量，时间、速率、路程均为标量，综上所述可知C项符合题意。
故选C。
2. 某质点作直线运动，速度随时间变化的关系式为v=（4t+4）m/s，则对这个质点运动描述，正确的是（ ）
A. 初速度为4 m/sB. 加速度为2 m/s2
C. 加速度为1 m/s2D. 10 s时的速度为24 m/s
【答案】A
【解析】
【详解】匀变速直线运动速度与时间关系为
所以质点的初速度为4m/s，加速度为4m/s2，10 s时的速度为44 m/s，故A正确，BCD错误。故选A。
3. 如图所示，汽车用跨过定滑轮的轻绳提升物块A。汽车匀速向右运动，在物块A到达滑轮之前，关于物块A，下列说法正确的是（ ）
A. 速度比小车速度大
B. 处于超重状态
C. 沿竖直向上做匀速运动
D. 沿竖直向上先加速后减速
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】ABC．对汽车的速度v沿绳子的方向和垂直于绳子的方向进行正交分解，如图所示
物块A上升的速度大小等于v2，根据三角形关系有
显然，A的速度比小车速度小；汽车匀速向右运动，θ角变小，所以v2增大，物块向上做加速运动，加速度向上，物块处于超重状态，故B正确，AC错误；
D．汽车向右匀速运动的过程中，角度θ逐渐减小，由
得知，物块向上做加速运动，不会出现减速的情况，故D错误。
故选B
4. 如图所示，质量相等的甲、乙两个小球，在光滑玻璃漏斗内壁做水平面内的匀速圆周运动，甲在乙的上方。则它们运动的（ ）
A. 球甲的角速度一定大于球乙的角速度
B. 球甲的线速度一定大于球乙的线速度
C. 球甲的运动周期一定小于球乙的运动周期
D. 球甲对筒壁的压力一定大于球乙对筒壁的压力
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】AB．对小球受力分析，小球受到重力和支持力，它们的合力提供向心力，设支持力与竖直方向夹角为θ，根据牛顿第二定律有
解得
，
球甲的轨迹半径大，则球甲的角速度一定小于球乙的角速度，球甲的线速度一定大于球乙的线速度，故A错误，B正确；
C．根据
因为球甲的角速度一定小于球乙的角速度，则球甲的运动周期一定大于球乙的运动周期，故C错误；
D．因为支持力
结合牛顿第三定律，球甲对筒壁的压力一定等于球乙对筒壁的压力，故D错误。
故选B
5. 2020年12月17日，“嫦娥五号”从月球上取土归来，完成了中国航天史上一次壮举。探测器在月球表面完成取土任务返回地球升空时，在火箭推力作用下离开月球表面竖直向上做加速直线运动。一质量为的物体，水平放置在探测器内部的压力传感器上，当探测器上升到距月球表面高度为月球半径的时，探测器的加速度大小为，压力传感器的示数为。已知引力常量为，不计月球的自转，则月球表面的重力加速度大小为（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】当探测器上升到距月球表面高度为月球半径的时，由牛顿第二定律有
在月球表面上有
解得
故选B。
6. 一辆小汽车在水平路面上由静止启动，在前5s内做匀加速直线运动，5s末达到额定功率，之后保持额定功率运动，其图像如图所示。已知汽车的质量为m=2×103kg，汽车受到地面的阻力为车重的0.1倍，g取10m/s2，则（ ）
A. 汽车在前5s内的牵引力为4×103N
B. 汽车在前5s内的牵引力为6×103N
C. 汽车的额定功率为50kW
D. 汽车的最大速度为40m/s
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】AB．汽车受到的阻力为
前5s内，由图知a=2m/s2，由牛顿第二定律
解得
故A错误，B正确；
C．t=5s末功率达到额定功率为
故C错误；
D．汽车的最大速度为
故D错误。
故选B。
7. 如图所示，正电荷q在电场力的作用下由p向Q做加速运动，而且加速度越来越大，那么可以判定，它所在的电场是图中哪一个（ ）
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】正电荷在电场力作用下做加速运动，运动方向与受力方向应相同；加速度越来越大，电场强度应越来越大，对应的电场线应越来越密，故D正确。
故选D。
8. 如图，滑块、的质量均为，套在固定竖直杆上，与光滑水平地面相距，放在地面上。、通过铰链用刚性轻杆连接，由静止开始运动。不计一切摩擦，、可视为质点，重力加速度大小为。则（ ）
A. 落地前，轻杆对一直做正功
B. 落地前，当的机械能最小时，对地面的压力大小为
C. 落地时速度大小为
D. 下落过程中，其加速度大小始终不大于
【答案】B
【解析】
【详解】A．当a到达底端时，b的速度为零，b的速度在整个过程中，先增大后减小，所以轻杆对b先做正功，后做负功，故A错误；
B．a、b整体的机械能守恒，当a的机械能最小时，b的速度最大，此时b受到a的推力为零，b只受到重力的作用，所以b对地面的压力大小为mg。故B正确；
C．a运动到最低点时，b的速度为零，根据系统机械能守恒定律，可得
解得
故C错误；
D．b的速度在整个过程中，先增大后减小，所以a对b的作用力先是动力后是阻力，所以b对a的作用力就先是阻力后是动力，所以在b减速的过程中，b对a是向下的力，此时a的加速度大于重力加速度。故D错误。
故选B。
二、多选题（20分；全对得5分，少选得3分，错选得0分）
9. 一质量为2 kg的物块在合外力F的作用下从静止开始沿直线运动。F随时间t变化的图线如图所示，则（ ）
A. t=1 s时物块速率为1 m/s
B. t=2 s时物块的动量大小为4 kg·m/s
C. t=3 s时物块的动量大小为5 kg·m/s
D. t=4 s时物块的速度为1 m/s
【答案】ABD
【解析】
【分析】
【详解】由图可知，，根据动量定理可得
A．t=1 s时，有
代入数据，解得
故A正确；
B．t=2 s时，有
代入数据，解得
故B正确；
C．t=3 s时，有
代入数据，解得
故C错误；
D．t=4 s时，有
代入数据，解得
故D正确。
故选ABD。
10. 如图是一皮带传动装置的示意图，A、B分别是大、小轮边缘上的点。设皮带匀速传动时它们的线速度大小分别为vA、vB，角速度大小分别为ωA、ωB。若皮带不打滑，则下列判断正确的是（ ）
A. vA=vBB. vA＜vBC. ωA=ωBD. ωA＜ωB
【答案】AD
【解析】
【分析】
【详解】因为AB两点同缘转动，则线速度相等，即
vA=vB
根据
v=ωr
因为
rA>rB
则
ωA＜ωB
故选AD。
11. 质量为的物体以某一初速度在水平面上滑行，由于摩擦力的作用，其动能随位移变化的关系图线如图所示，重力加速度，以下说法中正确的是（ ）
A. 物体与水平面间的动摩擦因数为0.25B. 物体与水平面间的动摩擦因数为0.2
C. 物体滑行的总时间为D. 物体滑行的总时间为
【答案】BD
【解析】
【分析】
【详解】AB．根据动能定理
由图像可知
解得
μ=0.2
故A错误，B正确；
CD．物体的初速度
加速度
则物体滑行的总时间为
选项C错误，D正确。
故选BD。
12. 如图所示，人站在电梯中的体重计上，质量为。电梯正在运动，加速度大小为，方向向上，体重计的示数为。已知重力加速度为，则以下说法正确的是（ ）
A. B.
C. 电梯一定上升D. 人一定处于超重状态
【答案】BD
【解析】
【分析】
【详解】ABD．由题知，加速度a的方向向上，根据牛顿第二定律有
解得
故人一定处于超重状态，故A错误，BD正确；
C．由题知，加速度a的方向向上，故电梯可能加速上升或减速下降，故C错误。
故选BD。
第II卷（非选择题）
三、实验题（8+6=14分）
13. 小范同学利用图1中的装置完成“探究碰撞中的不变量”实验，将打点计时器固定在光滑桌面的一端，把纸带穿过打点计时器，连在小车的的后面。让小车运动，小车B静止。在两小车的碰撞端分别装上撞针和橡皮泥，碰撞时撞针插入橡皮泥中，把两个小车连接成一体。
（1）电磁打点计时器在其他实验条件不变的情况下，适当增大工作电压，点迹之间的距离将________（填“增大”、“不变”或“减小”）
（2）实验得到如图2所示的一段纸带，为了计算小车碰撞后的速度应选该纸带的________段（填“”、“”或“”），该速度大小为________（计算结果保留两位有效数字）。
（3）若两辆小车的质量均为，小车碰撞前的速度为，碰撞后的共同速度为，通过计算下列关系式成立的有________
A. B. C.
【答案】 ①. 不变 ②. CD ③. ④. A
【解析】
【分析】
【详解】(1)[1]增大电压，则打点频率不变，所以打点间隔不变。
(2)[2]根据纸带可知，AB为撞前，BC为碰撞过程，CD为撞后，故选CD。
[3]撞后速度大小为
(3)[4] 小车碰撞前的速度为
碰前、后系统动量为
，
故在误差允许的范围内有
故选A。
14. 用如图所示的实验装置做探究加速度与力和质量关系的实验。
（1）在水平台面上组装好实验仪器后，某同学没有平衡摩擦力就直接做实验，描绘出的小车的加速度a与小车所受的拉力F的变化关系图像可能是___________。（填正确答案标号）
A． B． C．
（2）该同学在平衡摩擦力后进行实验，实际小车在运动过程中所受的拉力___________（选填“大于”“小于”或“等于”）砝码和盘的总重力，为了便于探究、减小误差，应使小车质量与砝码和盘的总质量满足___________的条件。
【答案】 ①. C ②. 小于 ③.
【解析】
【分析】
【详解】(1)[1] 没有平衡摩擦力就直接做实验，拉力较小不为零，加速度仍为零，小车的加速度a与小车所受的拉力F的变化关系图像可能是C。
(2)[2][3] 小车运动过程砝码和砝码盘向下做加速运动，砝码与砝码盘处于失重状态，小车受到的拉力小于砝码和砝码盘的重力；根据牛顿第二定律
，
则绳子拉力
当小车质量远大于砝码和砝码盘的质量，即时可以近似认为小车受到的拉力等于砝码和砝码盘的重力。
四、解答题（8+9+9=26分）
15. 如图所示，一个质量为m的物块放在水平地面上，现在对物块施加一个大小为F的水平恒力，使物块从静止开始向右移动距离x后立即撤去F．物块与水平地面间的动摩擦因数为μ．求：
（1）撤去F时，物块的速度大小；
（2）撤去F后，物块还能滑行多远．
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）设撤去F时物块的速度大小为v，
由动能定理得：
解得：
（2）设撤去F后物块还能滑行的距离为x′，从静止到物块停下的过程中，
由动能定理得：
解得：．
16. 如图，一质量、带电荷量的微粒以初速度大小竖直向上从点射入一水平向右的匀强电场，当微粒运动到比点高m的点时，速度大小为，方向水平。取，求：
(1)微粒的初速度大小；
(2)、两点间的电势差；
(3)匀强电场的场强大小。
【答案】(1)2 m/s；(2)-400 V；(3)1000 V/m
【解析】
【分析】
【详解】(1)由题意可知，微粒在水平方向做初速度为零的匀加速直线运动，在竖直方向做匀减速直线运动。竖直方向有
代入数据得
(2)对微粒从点运动到点的过程，由动能定理得
代入数据得
(3)设微粒从点运动到点的时间为，沿电场线方向运动的距离为，则
竖直方向有
水平方向有
解得
m
匀强电场的场强大小
17. 如图所示，一轻质弹簧的一端固定在球B上，另一端与球接触但未拴接，球B和球C静止在光滑水平地面上。球A从光滑斜面上距水平地面高为处由静止滑下（不计小球A在斜面与水平面衔接处的能量损失），与球B发生正碰后粘在一起，碰撞时间极短，稍后球C脱离弹簧，在水平地面上匀速运动后，进入固定放置在水平地面上的竖直四分之一光滑圆弧轨道内。已知球A和球B的质量均为，球C的质量为，且三个小球均可被视为质点。圆弧的半径，取.求：
（1）小球A和小球B碰后瞬间粘在一起时的共同速度大小；
（2）球C脱离弹簧后在圆弧上达到的最大高度；
（3）调整球A释放初位置的高度，球C与弹簧分离后恰好能运动至圆弧轨道的圆心等高处。求球C在圆弧轨道内运动过程中克服重力做功的最大瞬时功率。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）设小球A与B碰前瞬间的速度为vA，A由斜面最高点下滑到最低点的过程中，由机械能守恒定律可得
①
A与发生正碰时在水平方向动量守恒，有
②
联立①②并代入数据解得
③
（2）设球C脱离弹簧后的速度为vC，A、B整体的速度为vAB'，从A与结合为一个整体后到球C离开弹簧的过程中，由动量守恒定律有
④
由机械能守恒定律有
⑤
从球脱离弹簧到运动至圆弧最大高度处的过程中，由机械能守恒定律得
⑥
联立④⑤⑥并代入数据解得
⑦
（3）球C在圆弧轨道内运动过程中，当竖直方向的加速度为零时，竖直方向速度最大，此时克服重力做功的瞬时功率最大。如图所示，设此时球C与圆弧轨道圆心连线与水平方向的夹角为θ，所受轨道支持力大小为FN，则
⑧
在该位置处，设球C的速度为v，在沿轨道半径方向根据牛顿第二定律得
⑨
球C从该位置处运动到与圆弧轨道圆心等高处过程中，由机械能守恒定律得
⑩
联立⑧⑨⑩并代入数据解得
⑪
⑫
所以球C克服重力做功的最大瞬时功率为
⑬